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滑轮复习课件

发布时间:2013-10-26 08:04:15  

第二节 滑轮

胖子和 瘦子

滑轮
轮 轴

滑轮主要部分是能绕轴转动的光滑 轮子

滑轮是周边有槽可 绕轴转动的轮子

如何利用滑轮把较长 的木料搬上四楼?

生 活 中 的 滑 轮

生活中的滑轮

一、滑轮的分类

定滑轮:

动滑轮:

滑轮不随物体 一起移动

滑轮随物体一 起移动

如何使用 F

F

F
F

F

F

动滑轮和定滑轮各起什么作用呢?
实验:分别缓慢地提拉同一物体,上升一定 高度,完成下图所示的实验操作,将每一次 的实验数据填入表格中。

二、探究使用定滑轮的特点(匀速)
使用定滑轮提升物体 (匀速) 拉力F 物重G 大小 方向 1N 2N 1N 2N 3N
向下 向下

物体上升 绳端(拉力作 距离h 用点)移动距 (cm) 离s (cm) 5cm 4cm 6cm 5cm 4cm 6cm

3N

向下

实验结论:定滑轮不省力、不省距离,但 能改变力的方向。

定滑轮特点:
1、 不省力也不费力,但可以 改变力的方向. 2.力的关系: F = G 3 .距离关系:S = h

三、探究使用动滑轮的特点
使用动滑轮提升物体 (匀速)
物体上升 绳端(拉力作 用点)移动距 物总重 大小 方向 距离h (cm) 离s ( cm ) 竖 2N 1N 3cm 6cm 直 4cm 4N 2N 8cm 向 上 5cm 6N 3N 10cm 实验结论:使用动滑轮能省一半力,但费一倍距 离.不能改变施力的方向. 拉力F

S =2h

h

动滑轮特点: 1、省一半的力,但不改变力
的方向.
F=G物/2 2.力的关系: (忽略动滑轮重量)

F=(G物+ G轮)/2 3.距离关系: S = 2h

课堂检测 若图中的重物为 20N,动滑轮的重为 4N,请计算图中的拉力F。

注意事项
? 大部分情况下忽略绳重的重力、绳子与滑 轮的摩擦、滑轮轴上的摩擦 (注意看清题目内容) 。 ? 动滑轮的重力在题中如果不特殊提出来, 一般也忽略,认为为零。

定 滑 轮 的 实 质 是 等 臂 杠 杆

四、定、动滑轮的实质

O

动 于滑 阻轮 力实 臂质 两是 倍一 的个 杠动 杆力 臂 等

定滑轮
A:支点在轴心O处。
B:动力臂l1等于阻力臂l2

.
l2 G

0 l1

1:定滑轮实际上就是等臂杠杆。
F

2:拉力大小始终等于重物的重力大小。F=G
3:拉力的方向与重物移动的方向相反。

F

F 4:绳子自由端通过的距离与重物上升

的高度相同。

力 距离 结论:使用定滑轮不省____,也不省____ 方向 但可以改变施力的___。

动滑轮 A:支点在边缘O处
F O

B:动力臂l1为阻力臂l2的2倍。
1 F= 2 G

.
l2

l1

1:动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。 2:拉力的方向与重物的移动方向相同。
G

3:绳子自由端通过的距离是重物上升

的高度的2倍。

省力 距离 结论:使用动滑轮可以____,但费____ 方向 且不能改变施力的____。

定滑轮中,若拉力斜向下或水平F=G吗?

F1'

'

L2
O

F1'
F1

∴F1=F1'=F1'‘=G

F2

L1=L2

1 动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F= 2

G吗?

O L1/

L2 L1 F2 G

F1 F1
/

∵动力臂L1减小
∴动力F增大

要使动滑轮省一半的力(省 力最多),必须使绳子沿竖直 方向拉

1、有一位举重运动员,他的体重为600N, 他最多能举起800N的杠铃,这位运动员利用 一个定滑轮提升重物时 ( )
A A、最多能提起600N的重物 B、最多能提起800N的重物 C、最多能提起小于800N大于600N的重物 D、最多能提起1400N的重物

2.如图所示装置,不计绳重及滑轮 摩擦,某人对绳端施加200N的 拉力时,刚好将物体匀速提起, 则物体的重为_____N
当物体上升2m时,他的绳子 被拉上了___m 他想站在地面上将此物体送上四楼,仅用 该装置能完成任务吗?怎样才能既省力又 能站在地面上完成此项任务呢?

练 习

练 习

2 如图所示:一根绳子绕过定滑轮,一端挂在重物G上, 手拉另一端,分别用F1、F2、F3拉重物,则( ) D A.F1较大 B.F2较大 C.F3较大 D.三个力一样大 F3

F1

F2

3.物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它, 要用__________N的力。如果用一个动滑 轮提起它,要用_________N的力。(不计 摩擦及滑轮自重)

Q:

怎样才能做到既省力又可 改变力的方向呢?

定滑轮和动滑轮组合形成

滑轮组,这样既省力又方便。

滑轮组 滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的 特点,既可以省力,又能改变力的方向。





滑轮组提升物体 物和动 滑轮总 重G / N 甲 2


拉力 物体上升 绳端(拉 动滑轮 F/ N 高度h 力作用点) 上绳子 (cm) 移动距离 段数 n s / cm 1 0.67 1 1 2 3 2 3

2

1滑轮组特点:

既可以省力,又能改变力的方向

2滑轮组提升物体(若不计绳重、滑轮摩擦)

F

F

实验表明,使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和磨擦不计,动滑 轮被几股绳子吊起,所用力就是物重的几分之一,即 1 F= n G

(a)若动滑轮重G/不计,拉力F是多少?
F G/ 1 F= 5 G (b)若动滑轮重G/不能忽略,那么图中的拉

力F应等于多少?
G
1 F= 5 (G+G/)

例题
? 如图,使用滑轮组提升重300N的水桶,至 少要用多大力?当水桶被提升0.1m时,拉 力的作用点移动多少?

实验表明,使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和 磨擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是 物重的几分之一,即
F=
1

n

(G+G/)

S = nh

结论: G为物体重量, G/为滑轮重 n为与动滑轮相连的绳子的股数

h为物体上升高度 S为绳自由端移动的距离

滑轮组

由一个定滑轮和一个动滑轮组成。

F

F

F
G

G
n=2 1 F= 2 G n=2 n=3

G

1 F= 2 G

1 F= 3 G

F

F G

G

G

G

1 F= G 2
S=2h

1 F= G 3 S=3h

1 F= G 4
S=4h

1 F= G 5
S=5h

滑轮组的特点

F=

1G n

S=nh

1G F= 2 S=2h

1G 3 S=3h
F=

F=

1G 4 S=4h

1G F= 5 S=5h

F

7段绳子承担 F 6段绳子承担 F=(1/7) G G G F=(1/6)G

18段绳子承 担F=(1/18)G

F

F=?

根据下面的省力要求,给滑轮组绕绳

F

1G F= 3

F=

1 G 5

练习:
1、按要求画出绳子的绕法

F F

F

F

F

n = 5

n = 4

n = 4

n = 2

n = 3

巩固练习: 1:如下图(a)所示,物体B重100N,在力F作用下匀速 上升时,F应等于___N。(不计摩擦) 100

F
图(a)

图(b)

2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受 50 100 的拉力是____N。人匀速拉绳子的力是____N (动滑轮自重不计)

(b) 3:如图所示的四个滑轮组中,图___可省一半力,图 ( c ) (d) (a) ___最费力,图____和图____用力大小一样。

(a)

(b)

(c)

(d)

1.如图所示的滑轮组中的甲轮是什么滑 轮,乙轮是什么滑轮?若不计滑轮的 甲 重及摩擦,则 (1)已知物体重12N,绳端所用拉力 多大? (2)若实际测得绳端的拉力F/为5N, 则所吊起的物体重G/多大? 乙 (3)物体被吊高0.3m,则绳端向上拉 动多少m?

F

分别用如图所示的滑轮组匀速提起同一重物时所用的拉 力分别为F1、F2、F3,若不计滑轮重和摩擦,这三个拉 F2、F1、F 力按从小到大排列的顺序为------------------- 3

F1 图1

F2

F3
图2 图3

人站在地面上,要将楼下700N的重物拉到二楼 2.人站在二楼阳台上,要将楼下700N的重物拉 上来,绳子的最大承重是300N,应怎样设计滑 轮组,能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑 轮重及摩擦不计)?

2画一个滑轮组,使拉力是物 体重G的1/3,人的拉力方向向下, 要求所用的滑轮最少。(不计滑 轮重力和摩擦力) 答案如右图所示

F

G

课堂小结
1.定滑轮:
(1)特点:可以改变力的方向,不省力也不费力; (2)力的关系:F=G (3)距离关系:s=h (4)实质:等臂杠杆. 2.动滑轮: (1)特点:能省一半力,但不改变力的方向;要多移动一倍 距离. (2)力的关系:F=(G物+G动)/2 (3)距离关系:s=2h (4)实质:动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆.
F

F

3.动滑轮、滑轮组提升物体共同点

(不计滑轮摩擦及绳重)
F
F

F=G总/n=(G物+G动滑轮)/n
S=nh

G

h为物体上升高度
S为绳自由端移动的距离 n为与动滑轮相连的绳子的股数

4、动滑轮、滑轮组平移物体共同点
F

F

F=f. 1/n S=nS物 f为物体受到的水平面的摩擦力 S为绳自由端移动的距离

n为与动滑轮相连的绳子的股数

动滑轮、滑轮组平移物体
2、用如图所示动滑轮匀速水平拉动重为 1000N的重物,重物受到水平地面的摩擦力 为500N,不计滑轮重与摩擦,所需拉力 F=_____N。当物体移动1m时,绳子自由 端拉过的距离是多少?
F

F T F T f

T=2F

T

=f

∴F=1/2f=1/2X500N=250N

S=2S物 =2x1m=2m

2:横向滑轮组
F T

.

f

F T

1 F= 3 f 如图所示,拉力F的大小等于____。

实验表明,使用滑轮组拉重物时,若动滑轮重和摩擦不计,动 滑轮被几股绳子拉住,所用的力就是物体与接触面摩擦力的几 1 分之一。即 F= n f

.
G

5.动滑轮使用中的特殊情况
F

F=G物+G动

SF=1/2S物

F

F=2f SF=1/2S物

5、如图所示,物体A重20N,静止在水平 桌面上,滑轮重2,弹簧测力计示数为10N,那 么水平桌面对A的支持力为 N。

4、使用如图所示的装置来提升物体时,既能 省力又能改变力的方向的装置是

6.用一个动滑轮与一个定滑轮 组成的滑轮组,匀速提起重物,人 作用在绳端的拉力是50N,动滑轮 重10N,若不计摩擦和绳重,则被 140 90 提起的重物可能是 N或 N。

7.用滑轮组提起2000N的重物,绳子 最多只能承受600N的力。(1)设计一个 向下拉动绳子的最简单的滑轮组,并画 出示意图(2)据此设计要匀速提起物体 所用的拉力是多大?(不计滑轮重和摩 擦)(3)若在此问题中,将物体匀速提 高3m,应把绳子拉下几米? 解:(1)由n=G/F=2000N/600N=3.33; 要取4,如图。 (2)F/=G/n=2000N/4=500N (3)s=nh=4×3m=12m

8、程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉 力只有300N.于是,他找来了一些滑轮,想利 用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N, 程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中 _______滑轮组来提起重物 (选填“a”、“b” 或“c”)。请在所 选的图中画出正确的绕绳方法。

1.

2.

4.如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下 120N 匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于___ _N。(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)
N
F

T

.

因为 F= 1 f 2 f 所以 f=2F=120N

A

G 综合分析得: 竖直方向上有一对平衡力N和G G=N=80N 水平方向上有一对平衡力T和f T=f=120N

定 3. 如图所示:A、B两个滑轮中,A是 ---------滑轮,B是 动 ---------滑轮,在不考虑滑轮摩擦和重力情况下物体与桌 30 面的摩擦力为90牛,匀速移动物体,水平力F为----------牛。 F B A

3、如图所示,用滑轮组牵引重物在水平地面 上匀速移动,已知所用拉力F=100N,滑轮本 身的重及摩擦不计,则重物与地面间的摩擦 力是多少牛顿?当物体移动1.5m时,绳子自 由端拉过的距离是多少?
F

F

f f=T

T T=3f

T
F

F

∴f

= 3F =3 × 100N = 300N S= 3S物 = 3 ×1.5m = 4.5m

9、一辆汽车陷入泥泞之中,请你根据图中装 置,运用学过的知识,用最小的力将它拉 出来,试画出滑轮组的绕法。已知车重 6×104N,地面的阻力为车重的1/4,如果 不计滑轮重、绳重及摩擦,则需要的拉力 至少多大?

其他的简单机械还有:

斜面


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